Aus vergorener Biomasse gewonnenes Methan enthält einen CO2-Anteil von bis zu 60 Prozent. Dadurch muss das Methan zuerst aufbereitet werden, um es als Biogas nutzen respektive ins Netz einspeisen zu können. Nach herkömmlicher Methode werden das CO2, aber auch Feuchtigkeit und Schwefelverbindungen mittels chemischer oder physikalischer Methoden abgetrennt.
Das im biogenen Methan enthaltene CO2 lässt sich in Power-to-Gas-Anwendungen jedoch auch nutzen. Der neu entwickelte Methanisierungsreaktor für Biogasanlagen optimiert die klassische Biogasaufbereitung. Das Prinzip dabei: Das im Biogas enthaltene CO2 wird nicht mehr entfernt, sondern selber zu hochwertigem Methan aufbereitet und ins Gasnetz eingespeist. Der für die Methanisierung notwendige erneuerbare Wasserstoff wird mittels Elektrolyse erzeugt.
Durch dieses Verfahren lässt sich die Methanausbeute verdoppeln und die nicht erwünschte Feuchtigkeit aus dem Biogas entfernen. Die Forscher sprechen von einem «Biogas-Upgrade». Des Weiteren wird ein Ansatz verfolgt, der die dafür benötigten Katalysatoren schwefelresistent macht. Die Grundlagen für dieses Konzept hat die Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) zusammen mit der Empa erarbeitet. Dabei wurde ein 1-kW-Reaktor entwickelt und erprobt. Die Resultate werden für den Bau eines neuartigen Methanisierungsreaktors genutzt.
Das Verfahren kann auch in Anlagen angewendet werden, die grössere Mengen von CO2 ausstossen, beispielsweise in der Stahl- und Zementindustrie, Kläranlagen oder fossil-thermischen Kraftwerken. Sofern eine ausreichende erneuerbare Wasserstoffversorgung sichergestellt werden kann, lässt sich dieses CO2 in hochwertiges Methan umwandeln.
